4種灌木滯塵量及重金屬富集能力的比較分析

劉芳

摘要：城市綠化樹木不僅能美化城市，也能對(duì)城市環(huán)境起到凈化作用。本文通過對(duì)北方城市常見的幾種綠化帶內(nèi)灌木對(duì)重金屬富集和滯塵能力進(jìn)行比較分析，結(jié)果可知，重金屬富集方面，紫丁香對(duì)重金屬Pb富集能力較好，東北連翹對(duì)重金屬Cr富集能力較好，紫丁香葉部和東北連翹根部對(duì)重金屬Cr富集能力較好;葉片滯塵量方面，紫丁香>東北連翹>金葉女貞>紫葉小檗。根據(jù)城市綠化需要，可對(duì)城市街道灌木結(jié)構(gòu)進(jìn)行適宜的調(diào)整。

關(guān)鍵詞：灌木;重金屬富集;滯塵能力

Abstract： Urban greening trees can not only beautify the city， but also purify the urban environment. This paper compares and analyzes the heavy metal accumulation and dust retention capacity of several common green belts in northern cities. The results show that in terms of heavy metal enrichment， lilac has a better ability to accumulate heavy metals Pb， while Forsythia suspense has a better ability to accumulate heavy metals Cr. The enrichment ability is better. The leaves of lilac and the roots of Forsythia suspensa have better ability to enrich heavy metal Cr. In terms of the dust retention capacity of the leaves， lilac> Forsythia suspensa> Ligustrum lucidum> Barberry. According to the needs of urban greening， the shrub structure of urban streets can be adjusted appropriately.

Keywords： shrubs; heavy metal enrichment; dust retention capacity

近年來隨著全球?qū)Νh(huán)境關(guān)注程度提升，人們逐漸意識(shí)到城市綠化對(duì)城市生態(tài)環(huán)境的重要性。城市的園林綠化是現(xiàn)代城市發(fā)展的一種重要組成部分，對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明、低碳可持續(xù)發(fā)展城市做出重要貢獻(xiàn)。城市綠化帶（行道樹）不僅可以美化城市景觀，還能調(diào)節(jié)城市小氣候，降低空氣粉塵和減少機(jī)動(dòng)車排放尾氣中重金屬對(duì)環(huán)境的污染的作用[1]。在城市發(fā)展前期，城市綠化往往只考慮到城市美化作用，而忽略了綠化樹種的生態(tài)效益。本文以幾種常見綠化灌木為研究對(duì)象，通過對(duì)它們重金屬的富集和葉片滯塵能力進(jìn)行分析比較，為北方城市綠化生態(tài)效益最大化提供理論參考。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與地點(diǎn)

遼寧省朝陽位于遼寧西部，地理坐標(biāo)介于東經(jīng)118°50′-121°17′和北緯40°25′-42°22′之間。氣候?qū)儆诒睖貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，盡管東南部受海洋暖濕氣影響，但由于北部蒙古高原的干燥冷空氣經(jīng)常侵入，形成了半干燥半濕潤(rùn)易干燥地區(qū)，四季分明，雨熱同季，日照充足，日溫差較大，降水偏少。全年平均氣溫5.4℃—8.7℃;年均日照時(shí)數(shù)2850—2950小時(shí);年降水量450—580毫米;無霜期120—155天。春秋兩季多風(fēng)易旱，風(fēng)力一般2—3級(jí)，冬季盛行西北風(fēng)，風(fēng)力較強(qiáng)。地形大勢(shì)由西北向東南傾斜。域內(nèi)山巒起伏、河道縱橫。地貌以低山丘陵為主。

本試驗(yàn)地點(diǎn)選在朝陽市市中心主干道的朝陽大街兩旁的綠化帶為研究地點(diǎn)，采樣點(diǎn)全長(zhǎng)12.5km。選擇城區(qū)綠化的常用的東北連翹（Forsythio mandshurica Uyeki）、金葉女貞（Ligustrum × vicaryi Hort）、紫葉小檗（Berberis thunbergii var. atropurpurea Chenault）和紫丁香（Syringa oblata Lindl）四種常見灌木作為試驗(yàn)樹種。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2018年遼寧省朝陽市對(duì)朝陽大街主干道旁綠化帶的灌木進(jìn)行結(jié)構(gòu)更新，主要以1a的東北連翹、金葉女貞、紫葉小檗和紫丁香四種灌木為主。

1.2.1植物重金屬富集試驗(yàn)

對(duì)三種灌木進(jìn)行定點(diǎn)采樣，進(jìn)行重金屬含量測(cè)定。方法如下：對(duì)每種灌木在大街主干道選擇三處環(huán)境一致的小區(qū)域，選擇健康長(zhǎng)勢(shì)一致的灌木10株，每株灌木隨機(jī)取20個(gè)葉片和5根15cm以上新生枝條。將采回的葉片和枝條帶回實(shí)驗(yàn)室，用去離子水清洗干凈，放在105℃的烘箱進(jìn)行30min殺青，然后在80℃溫度下烘干，將烘干后的葉片和枝條粉碎過100目篩，4℃冰箱保存?zhèn)溆肹1]。2019年9月（即移栽后1年后），對(duì)植物樣品進(jìn)行一次項(xiàng)目測(cè)定，作為對(duì)照處理，記為CK，重復(fù)三次。2020年9月（即移栽后2年后）對(duì)植物樣品進(jìn)行一次項(xiàng)目測(cè)定，重復(fù)三次。

1.2.2植物滯塵能力試驗(yàn)

選在植物生長(zhǎng)旺季進(jìn)行，在2020年8-9月間，在街道上選擇三個(gè)采樣點(diǎn)，在降雨量高于25mm，降雨時(shí)間高于6小時(shí)后的一周無降雨時(shí)間后進(jìn)行采樣，重復(fù)三次。選擇成熟葉片，在灌木外側(cè)每棵灌木隨機(jī)選擇20個(gè)葉片，帶回實(shí)驗(yàn)室將葉片在蒸餾水中浸泡48小時(shí)，使葉片上的附著物充分脫落，將浸泡后的葉片放在濾紙上晾干，采用方格紙計(jì)算其葉面積記為S，再將葉片在濾紙上沖洗，并將之前浸泡的沉積物的水在濾紙上過濾，之后間過濾紙烘干至恒重記為W1，濾紙重量記為W2[3]。

1.3項(xiàng)目測(cè)定

重金屬含量：采用HNO3-HClO4法進(jìn)行消解，然后采用原子吸收光度計(jì)測(cè)定重金屬含量。

滯塵量：采用萬分之一天平進(jìn)行稱重。滯塵量=（W1-W2）/S，W1為沉積物和濾紙總重量（g）、W2為濾紙總重量（g）、S為葉片總面積（m2）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用EXCEL和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同灌木對(duì)重金屬富集能力分析根系

有研究表明，木本植物吸收重金屬主要是通過根系蒸騰拉力把重金屬離子及養(yǎng)分一同輸送到植物的各個(gè)器官和葉片氣孔或者枝條吸收大氣匯總的重金屬顆粒的兩種方式[2]。

由表1可知，四種灌木的葉部和枝部對(duì)重金屬Pb、Cr和Zn富集的能力村在差異性。不同灌木種類對(duì)重金屬Pb富集能力方面，葉部重金屬Pb富集量以紫丁香最高，在2019年重金屬Pb富集量為8.35 mg/kg，2020年重金屬Pb富集量為12.66 mg/kg，富集量增加了4.31 mg/kg，提升了51.62%;枝部重金屬Pb富集量也以紫丁香最高，在2019年重金屬Pb富集量為11.67 mg/kg，2020年重金屬Pb富集量為15.69mg/kg，富集量增加了4.02 mg/kg，提升了34.45%。

不同灌木種類對(duì)重金屬Cr富集能力方面，葉部重金屬Cr富集量以紫丁香最高，在2019年重金屬Cr富集量為2.04 mg/kg，2020年重金屬Cr富集量為2.19 mg/kg，富集量增加了0.15 mg/kg，提升了7.35%;枝部重金屬Cr富集量以東北連翹最高，在2019年重金屬Cr富集量為3.31 mg/kg，2020年重金屬Cr富集量為5.28mg/kg，富集量增加了1.97mg/kg，提升了58.61%。

不同灌木種類對(duì)重金屬Zn富集能力方面，葉部重金屬Zn富集量以東北連翹最高，在2019年重金屬Zn富集量為12.32 mg/kg，2020年重金屬Zn富集量為15.66 mg/kg，富集量增加了3.34 mg/kg，提升了27.11%;枝部重金屬Zn富集量也以東北連翹最高，在2019年重金屬Zn富集量為18.57 mg/kg，2020年重金屬Zn富集量為23.34mg/kg，富集量增加了4.77mg/kg，提升了25.69%。

2.2不同灌木葉片滯塵量分析

城市行道樹被稱為空氣的天然過濾器，能夠有效的凈化空氣，通過植物葉片能夠吸附大氣中的有害物質(zhì)和各種粉塵。植物葉片滯塵能力越大，對(duì)大氣顆粒物的消減作用越強(qiáng)。植物的葉片和枝條所占面積比植物自身的占地面積要大二三十倍，且大部分植物的葉片表面都具有點(diǎn)液或續(xù)毛，能夠有效的滯留空氣中的粉塵顆粒，提高空氣質(zhì)量，改善人們的居住環(huán)境[4-5]。

由表2可知，四種灌木的葉片滯塵能力存在不同的差異。東北連翹的葉片滯塵量在0.53-0.63 g/m2之間，平均滯塵量為0.58 g/m2;金葉女貞的葉片滯塵量在0.48-0.61 g/m2之間，平均滯塵量為0.54 g/m2;紫葉小檗的葉片滯塵量在0.38-0.45 g/m2之間，平均滯塵量為0.41 g/m2;紫丁香的葉片滯塵量在0.62-0.71g/m2之間，平均滯塵量為0.67 g/m2。在三個(gè)采樣點(diǎn)，四種灌木的葉片滯塵量都以紫丁香最高，顯著高于其他三種灌木葉片的滯塵量（P<0.05），在采樣點(diǎn)1的葉片滯塵量最好，達(dá)到了0.11 g/m2。

3結(jié)論

對(duì)遼寧省朝陽市市區(qū)的幾種常見綠化用灌木的重金屬富集能力和滯塵能力進(jìn)行分析。灌木重金屬富集方面，四種灌木對(duì)重金屬富集量對(duì)著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸提升，對(duì)同一種重金屬富集量的增長(zhǎng)幅度不同，說明了植物根系分泌物對(duì)重金屬的活化能力不同。紫丁香對(duì)重金屬Pb富集能力較強(qiáng)，東北連翹重金屬Zn富集能力較強(qiáng)，而紫丁香葉部和東北連翹根部對(duì)重金屬Cr富集能力較強(qiáng)。灌木滯塵方面，四種灌木葉片的滯塵量以紫丁香最高，紫葉小檗最低，平均滯塵量紫丁香>東北連翹>金葉女貞>紫葉小檗。

城市街道污染主要來自汽車尾氣的重金屬（Pb尾氣主要成分）污染和空氣粉塵沉降污染，選擇適宜的街道綠化樹種，對(duì)城市街道環(huán)境的改善十分必要。通過本文的試驗(yàn)結(jié)果分析，紫丁香有較好汽車尾氣重金屬Pb有較好的富集和粉塵滯塵能力效果，東北連翹效果次之，紫葉小檗效果最低，可以根據(jù)城市街道環(huán)境做出適宜的灌木結(jié)構(gòu)調(diào)整。

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